Un robot mobil este o mașină automată care este capabilă să se miște într-un anumit mediu. Este conceput să se deplaseze în acest mediu pentru diferite aplicații, cum ar fi manipularea materialelor, transferul pieselor sau supravegherea securității. Aceasta este o definiție largă, deoarece există câteva moduri în care aceștia pot fi clasificați. Ei pot fi clasificați în funcție de mediul în care se deplasează, de modul de mișcare pe care îl utilizează și de nivelul de autonomie acordat robotului mobil. Cercetarea robotică în roboții mobili este destul de răspândită și aproape fiecare universitate majoră din lume are unul sau mai multe laboratoare care lucrează în acest domeniu.

Aici, roboții mobili pot fi clasificați în funcție de mediul în care se deplasează:

• Roboți de teren sau uneori denumiți vehicule terestre fără pilot (UGV).
De obicei, sunt fie cu roți, fie cu șenile, dar includ și roboți cu picioare care ar putea semăna cu umanoizi, insecte sau animale.
• Roboții aerieni sunt de obicei denumiți vehicule aeriene fără pilot (UAV).
• Roboții subacvatici sunt de obicei numiți vehicule subacvatice autonome (AUV).

Dacă ne concentrăm pe roboții de uscat, putem vedea că aceștia pot fi clasificați în continuare în diferitele lor moduri de mișcare. Acesta poate fi:

• Robot cu picioare
• Robot cu roți
• Robot pe șenile

Dintre tipurile de roboți mobili tereștri, roboții mobili cu roți sunt cei mai des întâlniți datorită designului simplu, fiabilității ridicate și modului eficient de a se deplasa de la un punct la altul. Aceștia vor fi punctul central al acestui capitol.

Roboții mobili cu roți care sunt proiectați și implementați în medii interioare cu un nivel ridicat de autonomie sunt numiți vehicule autonome de interior (AIV). AIV-urile pot fi găsite în aplicații industriale, militare și de securitate. În plus, pot fi realizate și ca roboți domestici pentru consumatori. Aceasta ar include roboții de divertisment și cei care îndeplinesc anumite sarcini casnice, cum ar fi aspirarea sau grădinăritul.

Nivelul de autonomie al unui robot mobil poate varia de la o simplă telecomandă la complet autonom cu inteligență artificială încorporată. Următoarele arată o modalitate de a le clasifica:

• Roboți tele-acționați manual
• Roboți tele-operați supravegheați
• Vehicule ghidate automat (AGV-uri)
• Roboți autonomi randomizați
• Roboți autonomi ghidați

Un robot manual tele-operat se află sub controlul și îndrumarea unui șofer cu o anumită formă de controler. Acesta poate fi un joystick sau un alt dispozitiv de control. Un robot teleoperat este menit să țină șoferul departe de pericol. Un exemplu care a fost utilizat pe scară largă este iRobot’s PackBot.

Un robot tele-operat supravegheat, după cum sugerează și numele, permite tele-operarea, dar cu unele mecanisme de siguranță. Aceasta poate fi fie alertarea operatorului cu privire la o coliziune iminentă cu un obstacol din apropiere, fie capacitatea de a evita acel obstacol. În caz contrar, se va comporta ca un robot sub teleoperare manuală. Se poate gândi la o mașină echipată cu un senzor de mers înapoi ca la un robot tele-operat supravegheat. Aceasta emite un semnal sonor când mașina se apropie de un obstacol în timp ce merge înapoi.

AGV-urile pot fi ghidate prin mijloace mecanice sau printr-o anumită formă de senzori. Această ghidare prin mijloace mecanice poate fi atunci când AGV-ul este plasat pe o pistă și este constrâns de acea cale. În alte aplicații, o linie poate fi plasată pe sol care poate fi folosită pentru a ghida acest vehicul. Această linie poate fi o linie vizuală pictată sau o parte din podea/tavan sau un fir în podea. Acești roboți ar opera apoi pe strategia de a încerca să centreze linia pe care o urmează. Deoarece sunt constrânși să fie pe calea lui, dacă există un obstacol, acesta s-ar opri până când obstacolul se va îndepărta. Multe exemple de astfel de vehicule sunt încă comercializate de Transbotics, FMC, Egemin și HK Systems.

Roboții autonomi cu mișcare aleatorie pot detecta obstacole în direcția de mișcare. Dacă sunt detectate obstacole, roboții se vor întoarce și se vor muta în altă direcție. Ei nu pot urma cu precizie o cale predefinită tocmai pentru a evita un obstacol din cauza capacității sale autonome limitate. Cu toate acestea, astfel de roboți sunt simpli și ieftini, potriviți pentru unele aplicații precum aspiratorul autonom.

Un robot ghidat autonom știe cel puțin câteva informații despre unde se află și cum să-și atingă obiectivele și/sau să urmeze o anumită cale pe parcurs. Se poate localiza folosind diverși senzori, cum ar fi encodere de motor, viziune cu cameră, giroscop, telemetru laser și/sau sisteme de poziționare globală. Cu cunoștințele propriei sale locații și/sau cu puncte de drum predefinite, robotul își poate decide și planifica calea către ținta sa. Adesea, astfel de roboți pot comunica între ei sau cu alte dispozitive/sisteme dintr-o clădire prin comunicare fără fir pentru sarcini mai sofisticate. De exemplu, robotul Swisslog ar putea comunica cu lifturile, astfel încât robotul să poată lua lifturile și să ajungă la diferite etaje ale unei clădiri.

Recent, datorită progreselor în tehnologia de detectare și de calcul, capacitatea de mișcare autonomă este îmbunătățită. Costul atingerii unui astfel de nivel de autonomie a scăzut semnificativ. Prin urmare, vehiculele de interior autonome pot îndeplini mai multe sarcini și sunt utilizate pe scară largă în multe aplicații. Interesele tot mai mari pentru vehiculele autonome de interior au atras mulți cercetători, companii și persoane să dezvolte sau să implementeze AIV.

Restul acestui capitol este organizat în secțiuni după cum urmează: secțiunea „Tehnologii de roboți mobili cu roți” prezintă și discută cunoștințele și tehnicile de dezvoltare a unui vehicul autonom de interior (AIV); secțiunea „AIV-urile la lucru” prezintă lucrările recente de dezvoltare a AIV în diverse aplicații, urmate de dezvoltarea viitoare a AIV în secțiunea „Rezumat și tendințe viitoare”.